Міжшкільний вчений комбінат

Реферат на тему

«Комп'ютерна графіка і основні графічні редактори»

виконав учень 11 «А» класу гімназії № 1

Грабалов Павло

м. Калінінград 2002

Зміст

Вступ 3

Види комп'ютерної графіки 4

Фрактальна графіка 4

Тривимірна графіка 4

Растрова графіка 5

Векторна графіка 7

Растрова і векторна графіка 9

Представлення графічних даних 9

Формати графічних даних 9

Колір і колірні моделі 11

Колірна модель CIE Lab 11 < p> Кольорова модель RGB 11

Кольорова модель HSB 11

Колірна модель CMYK, кольороподіл 12

Програмне забезпечення для роботи з графікою 12

Програмні засоби створення растрових зображень 12

Adobe Photoshop 13

Програми векторної графіки 13

Corel Draw 8-9 14

Micrografx Designer 7 15

Adobe Illustrator 7 16

Macromedia FreeHand 7 17

Corel Xara 1.5 17

Програмні засоби обробки тривимірної графіки 19

Висновок 19

Список використаних джерел інформації: 20

Введення

Представлення даних на моніторі комп'ютера в графічному вигляді впершебуло реалізовано в середині 50-х років для великих ЕОМ, що застосовувалися внаукових і військових дослідженнях. З тих пір графічний спосіб відображенняданих став невід'ємною приналежністю переважної більшості комп'ютернихсистем, особливо персональних. Графічний інтерфейс користувачасьогодні є стандартом "де-факто" для програмного забезпечення різнихкласів, починаючи з операційних систем.
Існує спеціальна область інформатики, що вивчає методи і засобистворення та обробки зображень за допомогою програмно-апаратнихобчислювальних комплексів, - комп'ютерна графіка. Вона охоплює всі видита форми представлення зображень, доступних для сприйняття людиною абона екрані монітора, або у вигляді копії на зовнішньому носії (папір,кіноплівка, тканина та інше). Без комп'ютерної графіки неможливоуявити собі не тільки комп'ютерний, але і звичайний, цілком матеріалсвіт. Візуалізація даних знаходить застосування в самих різних сферахлюдської діяльності. Для прикладу назвемо медицину (комп'ютернатомографія), наукові дослідження (візуалізація будови речовини,векторних полів та інших даних), моделювання тканин і одягу, дослідно -конструкторські розробки.
Залежно від способу формування зображень комп'ютерну графікуприйнято поділяти на растрову, векторну і фрактальну.
  

Малюнок 1 Малюнок 2

Малюнок 3
Окремим предметом вважається тривимірна (3D) графіка, що вивчає прийоми іметоди побудови об'ємних моделей об'єктів у віртуальному просторі. Якправило, в ній поєднуються векторний і растровий способи формуваннязображень.
Особливості колірного охоплення характеризують такі поняття, як чорно-біла ікольорова графіка. На спеціалізацію в окремих областях вказують назвидеяких розділів: інженерна графіка, наукова графіка, Web-графіка,комп'ютерна поліграфія та інші.
На стику комп'ютерних, телевізійних та кіно зародилася істрімко розвивається порівняно нова галузь комп'ютерної графіки таанімації.
Помітне місце в комп'ютерній графіці відведено розвагам. З'явилося навітьтаке поняття, як механізм графічного представлення даних (Graphics
Engine). Ринок ігрових програм має оборот в десятки мільярдів доларіві часто ініціалізує черговий етап вдосконалення графіки та анімації.
Хоча комп'ютерна графіка є лише інструментом, її структура іметоди засновані на передових досягненнях фундаментальних та прикладних наук:математики, фізики, хімії, біології, статистики, програмування табезлічі інших. Це зауваження справедливо як для програмних, так і дляапаратних засобів створення та обробки зображень на комп'ютері. Томукомп'ютерна графіка є однією з найбільш бурхливо розвиваютьсягалузей інформатики і в багатьох випадках виступає "локомотивом", що тягнеза собою всю комп'ютерну індустрію.

Види комп'ютерної графіки

Фрактальна графіка

Фрактальна графіка заснована на математичних обчисленнях. Базовимелементом фрактальної графіки є сама математична формула, тобтоніяких об'єктів у пам'яті комп'ютера не зберігається і зображення будуєтьсявиключно за рівнянь. Таким способом будують як найпростішірегулярні структури, так і складні ілюстрації, що імітують природніландшафти і тривимірні об'єкти.

Тривимірна графіка

Тривимірна графіка знайшла широке застосування в таких областях, як науковірозрахунки, інженерне проектування, комп'ютерне моделювання фізичнихоб'єктів (рис. 3). В якості прикладу розглянемо найбільш складний варіанттривимірного моделювання - створення рухомого зображення реальногофізичного тіла.
У спрощеному вигляді для просторового моделювання об'єкта потрібно:

. спроектувати та створити віртуальний каркас ( "кістяк") об'єкта, найбільш повно відповідає його реальній формі;

. спроектувати і створити віртуальні матеріали, за фізичними властивостями візуалізації схожі на реальні;

. присвоїти матеріали різних частин поверхні об'єкта (на професійному жаргоні - "спроектувати текстури на об'єкт ");

. налаштувати фізичні параметри простору, в якому буде діяти об'єкт, - поставити освітлення, гравітацію, властивості атмосфери, властивості взаємодіючих об'єктів і поверхонь;
. задати траєкторії руху об'єктів;
. розрахувати результуючу послідовність кадрів;
. накласти поверхневі ефекти на підсумковий анімаційний ролик.
Для створення реалістичної моделі об'єкта використовують геометричніпримітиви (прямокутник, куб, куля, конус та інші) і гладкі, такзвані сплайнових поверхні. В останньому випадку застосовують найчастішеметод бікубіческіх раціональних В-сплайнів на нерівномірного сітці (NURBS).
Вид поверхні при цьому визначається розташованої в просторі сіткоюопорних точок. Кожній точці присвоюється коефіцієнт, величина якоговизначає ступінь її впливу на частину поверхні, що проходить поблизуточки. Від взаємного розташування точок і величини коефіцієнтів залежитьформа і "гладкість" поверхні в цілому.
Після формування "кістяка" об'єкта необхідно покрити його поверхнюматеріалами. Усе різноманіття властивостей у комп'ютерному моделюванні зводитьсядо візуалізації поверхні, тобто до розрахунку коефіцієнта прозоростіповерхні і кута заломлення променів світла на кордоні матеріалу інавколишнього простору.
Зафарбування поверхонь здійснюється методами Гуро (Gouraud) або Фонга
(Phong). У першому випадку колір примітиву розраховується лише в його вершинах,а потім лінійно інтерполюється по поверхні. У другому випадку будуєтьсянормаль до об'єкта в цілому, її вектор інтерполюється по поверхніскладових примітивів і освітлення розраховується для кожної точки.
Світло, що йде з поверхні в конкретній точці в бік спостерігача,представляє собою суму компонентів, помножених на коефіцієнт, пов'язанийз матеріалом і кольором поверхні в даній точці. До таких компонентіввідносяться:
. світло, що прийшло із зворотного боку поверхні, тобто переломлень світла
(Refracted);
. світло, рівномірно розсіюється поверхнею (Diffuse);
. дзеркально відображене світло (Reflected);
. відблиски, тобто відображене світло джерел (Specular);
. власне світіння поверхні (Self Illumination).
Наступним етапом є накладення ( "проектування") текстур напевні ділянки каркаса об'єкта. При цьому необхідно враховувати їхвзаємний вплив на кордонах примітивів. Проектування матеріалів наоб'єкт - завдання формалiзуються, важко, вона те саме художнього процесу івимагає від виконавця хоча б мінімальних творчих здібностей.
Після завершення конструювання та візуалізації об'єкта приступають до його
"Оживлення", тобто завданням параметрів руху. Комп'ютерна анімаціябазується на ключових кадрах. У першому кадрі об'єкт виставляється ввихідне положення. Через певний проміжок (наприклад, у восьмомукадрі) задається нове положення об'єкта і так далі до кінцевого положення.
Проміжні значення обчислює програма за спеціальним алгоритмом. Прице відбувається не просто лінійна апроксимація, а плавна змінаположення опорних точок об'єкта у відповідності з заданими умовами.
Ці умови визначаються ієрархією об'єктів (тобто законами їхвзаємодії між собою), дозволеними площинами руху, граничнимикутами поворотів, величинами прискорень і швидкостей. Такий підхід називаютьметодом інверсної кінематики руху. Він добре працює при моделюваннімеханічних пристроїв. У випадку з імітацією живих об'єктів використовують такзвані скелетні моделі. Тобто, створюється якийсь каркас, рухливий вточках, характерних для модельованого об'єкта. Рухи точокпрораховуються попереднім методом. Потім на каркас накладається оболонка,що складається з змодельованих поверхонь, для яких каркас єнабором контрольних точок, тобто створюється каркасна модель. Каркаснамодель візуалізуется накладенням поверхневих текстур з урахуванням умовосвітлення. В ході переміщення об'єкта виходить вельми правдоподібнаімітація рухів живих істот.
Найбільш досконалий метод анімації полягає у фіксації реальнихрухів фізичного об'єкта. Наприклад, на людині закріплюють уконтрольних точках яскраві джерела світла і знімають заданий рух навідео-або кіноплівку. Потім координати точок з кадрів перекладають з плівкив комп'ютер і присвоюють відповідним опорним точкам каркасною моделі.
У результаті руху імітується об'єкту практично неможливо відрізнити від живогопрототипу.
Процес розрахунку реалістичних зображень називають рендерінгом
(візуалізацією). Більшість сучасних програм рендеринга засновані наметоді зворотного трасування променів (Backway Ray Tracing). Застосування складнихматематичних моделей дозволяє імітувати такі фізичні ефекти, яквибухи, дощ, вогонь, дим, туман [1]. По завершенні рендеринга комп'ютернутривимірну анімацію використовують або як самостійний продукт, або вяк окремих частин або кадрів готового продукту.
Особливу область тривимірного моделювання в режимі реального часускладають тренажери технічних засобів - автомобілів, судів, літальнихі космічних апаратів. У них необхідно дуже точно реалізовуватитехнічні параметри об'єктів і властивості навколишнього фізичного середовища. Упростіших варіантах, наприклад під час навчання водінню наземнихтранспортних засобів, тренажери реалізують на персональних комп'ютерах.
Найбільш довершені на сьогоднішній день пристрої створені для навчанняпілотуванню космічних кораблів і військових літальних апаратів.
Моделювання та візуалізації об'єктів у таких тренажерах зайняті кількаспеціалізованих графічних станцій, побудованих на потужних RISC -процесорах і швидкісних відеоадаптерах з апаратними прискорювачамитривимірної графіки. Загальне управління системою і прорахунок сценаріїввзаємодії покладені на суперкомп'ютер, що складається з десятків і сотеньпроцесорів. Вартість таких комплексів виражається дев'ятизначних цифрами,але їх застосування окупається досить швидко, оскільки навчання на реальнихапаратах в десятки разів дорожче.

Растрова графіка

Для растрових зображень, що складаються з точок, особливу важливість маєпоняття дозволу, що виражає кількість точок, що припадають на одиницюдовжини. При цьому слід розрізняти:

. дозвіл оригіналу;

. дозвіл екранного зображення;

. дозвіл друкованого зображення.
Дозвіл оригіналу. Роздільна здатність оригіналу вимірюється в точках на дюйм
(dots per inch - dpi) і залежить від вимог до якості зображення ірозміру файлу, способу оцифрування і створення початкової ілюстрації,вибраного формату файлу та іншими параметрами. У загальному випадку дієправило: чим вище вимога до якості, тим вище має бути дозвілоригіналу.
Дозвіл екранного зображення. Для екранних копій зображенняелементарну точку растра прийнято називати пікселів. Розмір пікселаваріюється в залежності від обраного екранного дозволу (з діапазонустандартних значень), дозвіл оригіналу і масштаб відображення.
Монітори для обробки зображень з діагоналлю 20-21 дюйм
(професійного класу), як правило, забезпечують стандартні екраннідозволу 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024, 1600х1200, 1600х1280,
1920х1200, 1920х1600 пікселів. Відстань між сусідніми точками люмінофора уякісного монітора складає 0,22-0,25 мм.
Для екранної копії достатньо дозволу 72 dpi, для роздруківки на кольоровомуабо лазерному принтері 150-200 dpi, для виведення на фотоекспонірующемпристрої 200-300 dpi. Встановлено емпіричне правило, що прироздруківці величина дозволу оригіналу повинен бути в 1,5 рази більше, ніжлиниатура растра пристрою виводу. У випадку, якщо тверда копія будезбільшена в порівнянні з оригіналом, ці величини слід помножити накоефіцієнт масштабування.
Дозвіл друкованого зображення і поняття лініатури. Розмір точкирастрового зображення як на твердій копії (папір, плівка і т. д.), так іна екрані залежить від застосованого методу та параметрів раструванняоригіналу. При раструванні на оригінал як би накладається сітка ліній,комірки якої утворюють елемент растру. Частота сітки растру вимірюєтьсячислом ліній на дюйм (lines per inch - Ipi) і називається линиатурой.
Розмір точки растру розраховується для кожного елементу і залежить відінтенсивності тону в цій комірці. Чим більше інтенсивність, тим щільнішезаповнюється елемент растру. Тобто, якщо в клітинку потрапив абсолютно чорнийколір, розмір точки растру співпаде з розміром елемента растру. У цьомувипадку говорять про 100% заповнюваності. Для абсолютно білого кольору значеннязаповнюваності складе 0%. На практиці заповнюваність елемента на відбиткузвичайно становить від 3 до 98%. При цьому всі крапки растру мають однаковуоптичну щільність, в ідеалі наближається до абсолютно чорного кольору.
Ілюзія більш темного тону створюється за рахунок збільшення розмірів точок і,як наслідок, скорочення пробільних поля між ними при однаковійвідстані між центрами елементів растру. Такий метод називаютьраструванням з амплітудною модуляцією (AM).
Інтенсивність тону (так звану світлин) прийнято поділяти на 256рівнів. Більше число градацій не сприймається зором людини іє надмірною. Менша кількість погіршує сприйняття зображення
(мінімально допустимим для якісної півтонової ілюстрації прийнятозначення 150 рівнів). Неважко підрахувати, що для відтворення 256рівнів тону достатньо мати розмір комірки растру 256 = 16 х 16 точок.
При виведенні копії зображення на принтері або поліграфічному обладнаннілиниатура растра вибирають, виходячи з компромісу між необхідною якістю,можливостями апаратури і параметрами друкованих матеріалів. Для лазернихпринтерів рекомендована линиатура становить 65-100 Ipi, для газетноговиробництва - 65-85 lpi, для книжково-журнального - 85-133 lpi, дляхудожніх і рекламних робіт - 133-300 lpi.
Під час друку зображень з накладенням растрів один на одного, наприкладбагатобарвних, кожний наступний растр повертається на певний кут.
Традиційними для кольорового друку вважаються кути повороту: 105 градусів дляблакитний друкованої форми, 75 градусів для пурпурової, 90 градусів для жовтою і
45 градусів для чорної. При цьому осередок растру стає косокутних, ідля відтворення 256 градацій тону з линиатурой 150 lpi вже недостатньодозволу 16х150 = 2400 dpi. Тому для фотоекспонірующіх пристроївпрофесійного класу прийнято мінімальне стандартне дозвіл 2540dpi, що забезпечує якісне растрування при різних кутах поворотурастру. Таким чином, коефіцієнт, що враховує поправку на кут поворотурастру, для кольорових зображень складає 1,06.
Динамічний діапазон. Якість відтворення тонових зображень прийнятооцінювати динамічним діапазоном (D). Це оптична щільність, чисельнорівна десятичному логарифму величини, зворотною коефіцієнту пропускання
(для оригіналів, що розглядаються "на просвіт", наприклад слайдів) абокоефіцієнту відображення (для інших оригіналів, наприкладполіграфічних відбитків).
Для оптичних середовищ, що пропускають світло, динамічний діапазон лежить вмежах від 0 до 4. Для поверхонь, що відбивають світло, значен?? единамічного діапазону становить від 0 до 2. Чим вище динамічнийдіапазон, тим більше число півтонів присутня в зображенні і тимкраща якість його сприйняття.
Зв'язок між параметрами зображення та розміром файлу. Засобами растровоїграфіки прийнято ілюструвати роботи, що вимагають високої точності впередачі кольорів і напівтонів. Проте розміри файлів растрових ілюстраційстрімко зростають зі збільшенням дозволу. Фотознімок, призначенийдля домашнього промотра (стандартний розмір 10х15 см, оцифрований зроздільною здатністю 200-300 dpi, колірне дозвіл 24 бита), займає у форматі
TIFF з включеним режимом стиснення близько 4 Мбайт. Оцифрований з високимроздільною здатністю слайд займає 45-50 Мбайт. Цветоделение кольорове зображенняформату А4 займає 120-150 Мбайт.
Масштабування растрових зображень. Одним з недоліків растровоїграфіки є так звана пікселізация зображень при їх збільшенні
(якщо не прийняті спеціальні заходи). Раз на оригіналі присутняпевну кількість точок, то при більшому масштабі збільшується і їхрозмір, стають помітні елементи растру, що спотворює саму ілюстрацію
(рис.4). Для протидії пікселізация прийнято заздалегідь оцифровуватиоригінал з дозволом, достатнім для якісної візуалізації примасштабування. Інший прийом полягає в застосуванні стохастичного растру,що дозволяє зменшити ефект пікселізация в певних межах.
Нарешті, при масштабування використовують метод інтерполяції, колизбільшення розміру ілюстрації відбувається не за рахунок масштабування точок,а шляхом додавання необхідної кількості проміжних точок.

Малюнок 4 Ефект пікселізация при масштабування растрового зображення

Векторна графіка

Якщо в растрової графіці базовим елементом зображення є точка, то ввекторну графіку - лінія. Лінія описується математично як єдинийоб'єкт, і тому обсяг даних для відображення об'єкта засобами векторноїграфіки істотно менше, ніж у растрової графіки.
Лінія - елементарний об'єкт векторної графіки. Як і будь-який об'єкт, лініямає властивості: формою (пряма, крива), товщиною, кольором, шрифтом
(суцільна, пунктирна). Замкнені лінії набувають властивість заповнення.
Охоплює ними простір може бути заповнена іншими об'єктами
(текстури, карти) або вибраним кольором. Найпростіша незамкнута лініяобмежена двома точками, які називали вузлами. Вузли також мають властивості,параметри яких впливають на форму кінця лінії і характер сполучення зіншими об'єктами. Всі інші об'єкти векторної графіки складаються зліній. Наприклад, куб можна скласти з шести пов'язаних прямокутників,кожен з яких, у свою чергу, утворений чотирма пов'язаними лініями.
Можливо, представити куб і як дванадцять пов'язаних ліній, що утворюютьребра.
Математичні основи векторної графіки
Розглянемо детальніше способи представлення різних об'єктів в векторної графіки.
Точка. Цей об'єкт на площині представляється двома числами (х, у),вказують його положення щодо початку координат.

Малюнок 5 Об'єкти векторної графіки
Пряма лінія. Їй відповідає рівняння y = kx + b. Вказавши параметри k та b,завжди можна відобразити нескінченну пряму лінію у відомій системікоординат, тобто для завдання прямої достатньо двох параметрів.
Відрізок прямої. Він відрізняється тим, що вимагає для опису ще двохпараметрів - наприклад, координат x1 та х2 початку і кінця відрізка.
Крива другого порядку. До цього класу кривих відносяться параболи,гіперболи, еліпси, кола, тобто всі лінії, рівняння якихмістять мірою не вище за другу. Крива другого порядку не має точокперегину. Прямі лінії є всього лише окремим випадком кривих другогопорядку. Формула кривої другого порядку в загальному вигляді може виглядати,наприклад, так:x2 + a1y2 + a2xy + a3x + a4y + a5 = 0.
Таким чином, для опису нескінченної кривої другого порядку доситьп'яти параметрів. Якщо потрібно побудувати відрізок кривої, знадобляться щедва параметри.
Крива третього порядку. Відмінність цих кривих від кривих другого порядкуполягає в можливу наявність точки перегину. Наприклад, графік функції у = x3має точку перегину на початку координат (рис. 15.5). Саме ця особливістьдозволяє зробити криві третього порядку основою відображення природнихоб'єктів в векторної графіки. Наприклад, лінії вигину людського тіладуже близькі до кривим третього порядку. Всі криві другого порядку, як іпрямі, є окремими випадками кривих третього порядку.
У загальному випадку рівняння кривої третього порядку можна записати так:x3 + a1y3 + a2x2y + a3xy2 + a4x2 + a5y2 + a6xy + a7x + a8y + a9 = 0.
Таким чином, крива третього порядку описується дев'ятьма параметрами.
Опис її відрізка зажадає на два параметри більше.

Малюнок 6 Крива третього порядку (ліворуч) і крива Безьє (праворуч)
Криві Безьє. Це особливий, спрощений вигляд кривих третього порядку (див. рис.
6). Метод побудови кривої Безьє (Bezier) заснований на використанні паридотичних, проведених до відрізка лінії в її закінченнях. Відрізки кривих
Безьє описуються вісьмома параметрами, тому працювати з ними зручніше. Наформу лінії впливає кут нахилу дотичної та довжина її відрізка. Такимчином, дотичні відіграють роль віртуальних "важелів", за допомогою якихуправляють кривої.

Растрова і векторна графіка

Таким чином, вибір растрового або векторного формату залежить від цілей ізадач роботи з зображенням. Якщо потрібна фотографічна точністьпередачі кольору, то переважно растр. Логотипи, схеми, елементиоформлення зручніше представляти у векторному форматі. Зрозуміло, що і врастровому і у векторному поданні графіка (як і текст) виводяться наекран монітора або друковане пристрій у вигляді сукупності точок. У
Інтернеті графіка видається в одному з растрових форматів, що розуміютьсябраузерами без встановлення додаткових модулів - GIF, JPG, PNG.
Без додаткових плагінів (доповнень) найбільш поширені броузерирозуміють тільки растрові формати -. gif,. jpg та. png (останній поки що малопоширений). На перший погляд, використання векторних редакторівстає неактуальним. Проте більшість таких редакторів забезпечуютьекспорт в. gif або. jpg з вибраним Вами роздільною здатністю. А малюватипочинаючим художникам простіше саме у векторних середовищах - якщо рука здригнуласяі лінія пішла не туди, що вийшов елемент легко редагується. Прималювання в растровому режимі Ви ризикуєте непоправно зіпсувати фон.
Із-за описаних вище особливостей представлення зображення, для кожноготипу доводиться використовувати окремий графічний редактор - растровий абовекторний. Зрозуміло, у них є спільні риси - можливість відкривати ізберігати файли в різних форматах, використання інструментів зоднаковими назвами (олівець, перо і т.д.) або функціями (виділення,переміщення, масштабування і т.д.), вибирати потрібний колір або відтінок ...
Однак принципи реалізації процесів малювання і редагування різні іобумовлені природою відповідного формату. Так, якщо в растровихредакторах говорять про виділення об'єкта, то мають на увазі сукупність точоку вигляді області складної форми. Процес виділення дуже часто єтрудомісткою і копіткою працею. При переміщенні такого виділенняз'являється «дірка». В векторному ж редакторі об'єкт представляєсукупність графічних примітивів і для його виділення досить вибратимишкою кожен з них. А якщо ці примітиви були згрупованівідповідною командою, то досить «натиснути» один раз на будь-який зточок згрупованого об'єкта. Переміщення виділеного об'єкта оголюєнижележащие елементи.
Проте, існує тенденція до зближення. Більшість сучаснихвекторних редакторів здатні використовувати растрові картинки в якостіфону, а то й переводити у векторний формат частини зображення вбудованимизасобами (трасування). Причому зазвичай є засоби редагуваннязавантаженого фонового зображення хоча б на рівні різних вбудованихабо встановлюваних фільтрів. 8-а версія Illustrator'a здатна завантажувати
. psd-файли Photoshop'a і використовувати кожен з отриманих шарів. Крімтого, для використання тих самих фільтрів, може здійснюватисябезпосередній переклад сформованого векторного зображення в растровийформат та подальше використання як нередактіруемого растрового елемента.
Причому, все це крім звичайно наявних конвертерів з векторного формату врастровий з отриманням відповідного файлу.

Представлення графічних даних

Формати графічних даних

У комп'ютерній графіці застосовують щонайменше три десятки форматівфайлів для зберігання зображень. Але лише частина з них стала стандартом "де -факто "і застосовується в переважній більшості програм. Як правило,несумісні формати мають файли растрових, векторних, тривимірнихзображень, хоча існують формати, що дозволяють зберігати дані різнихкласів. Багато додатків орієнтовані на власні "специфічні"формати, перенесення їх фото в інші програми змушує використовуватиспеціальні фільтри або експортувати зображення в "стандартний" формат.
TIFF (Tagged Image File Format). Формат призначений для зберігання растровихзображень високої якості (розширення імені файлу. TIF). Відноситься дочисла широко розповсюджених, відрізняється переносимостью між платформами
(IBM PC та Apple Macintosh), забезпечений підтримкою з боку більшостіграфічних, верстальних і дизайнерських програм. Передбачає широкийдіапазон колірного охоплення - від монохромного чорно-білого до 32-розрядноїмоделі кольороподілу CMYK. Починаючи з версії 6.0 в форматі TIFF можна зберігативідомості про маски (контурах обтравки) зображень. Для зменшення розміруфайлу застосовується вбудований алгоритм стиснення LZW.
PSD (PhotoShop Document). Власний формат програми Adobe Photoshop
(розширення імені файлу. PSD), один з найбільш потужних за можливостямизберігання растрової графічної інформації. Дозволяє запам'ятовувати параметришарів, каналів, міри прозорості, множини масок. Підтримуються 48 --розрядне кодування кольору, поділ кольору та різні колірні моделі.
Основний недолік виражений у тому, що відсутність ефективного алгоритмустискання інформації приводить до великого об'єму файлів.
PCX. Формат з'явився як формат зберігання растрових даних програми PC
PaintBrush фірми Z-Soft і є одним з найбільш поширених
(розширення імені файлу. PCX). Відсутність можливості зберігати кольороподіленихзображення, недостатність колірних моделей та інші обмеження призвелидо втрати популярності формату. В даний час вважається застарілим.
JPEG (Joint Photographic Experts Group). Формат призначений для зберіганнярастрових зображень (Windows Media. JPG). Дозволяє регулюватиспіввідношення між ступенем стискання файлу і якістю зображення.
Застосовувані методи стиснення засновані на видаленні "надлишкової" інформації,тому формат рекомендують використовувати тільки для електронних публікацій.
GIF (Graphics Interchange Format). Стандартизований в 1987 році якзасіб збереження стиснених зображень з фіксованою (256) кількістюкольорів (розширення імені файлу. GIF). Отримав популярність в Інтернетізавдяки високому ступеню стиснення. Остання версія формату GIF89a дозволяєвиконувати чересстрочной завантаження зображень і створювати малюнки зпрозорим фоном. Обмежені можливості за кількістю квітівобумовлюють його застосування виключно в електронних публікаціях.
PNG (Portable Network Graphics). Порівняно новий (1995 рік) форматзберігання зображень для їх публікації в Інтернеті (розширення імені файлу
. PNG). Підтримуються три типи зображень - кольорові з глибиною 8 або 24біта і чорно-біле з градацією 256 відтінків сірого. Стиснення інформаціївідбувається практично без втрат, передбачені 254 рівня альфа-каналу,черезстрокова развертка.
WMF (Windows MetaFile). Формат зберігання векторних зображень операційноїсистеми Windows (Windows Media. WMF). За визначеннямпідтримується усіма додатками цієї системи. Однак відсутність коштівдля роботи зі стандартизованими колірними палітрами, прийнятими вполіграфії, та інші недоліки обмежують його застосування.
EPS (Encapsulated PostScript). Формат опису як векторних, так ірастрових зображень на мові PostScript фірми Adobe, фактичнестандарті в області додрукарських процесів і поліграфії (розширення іменіфайлу. EPS). Так як мова PostScript є універсальним, у файлі можутьодночасно зберігатися векторна і растрова графіка, шрифти, контуриобтравки (маски), параметри калібрування обладнання, колірні профілі. Длявідображення на екрані векторного вмісту використовується формат WMF, арастрового - TIFF. Але екранна копія лише в загальних рисах відображаєреальне зображення, що є істотним недоліком EPS.
Дійсне зображення можна побачити лише на виході вивідногопристрої, за допомогою спеціальних програм перегляду або післяперетворення файлу в формат PDF в додатках Acrobat Reader, Acrobat
Exchange.
PDF (Portable Document Format). Формат опису документів, розробленийфірмою Adobe (розширення імені файлу. PDF). Хоча цей формат в основномупризначений для зберігання документа цілком, його вражаючі можливостідозволяють забезпечити ефективне представлення зображень. Формат єапаратно-незавісімьм, тому висновок зображень допустимо на будь-якихпристроях - від екрану монітора до фотоекспонірующего пристрою. Потужнийалгоритм стиснення із засобами керування підсумковою роздільною здатністю зображеннязабезпечує компактність файлів при високій якості ілюстрацій.

Колір і колірні моделі

У комп'ютерній графіці застосовують поняття колірного дозволу (іншаназва - глибина кольору). Воно визначає метод кодування колірноїінформації для її відтворення на екрані монітора. Для відображення чорно -білого зображення достатньо двох біт (білий і чорний кольори).
Восьмирозрядному кодування дозволяє відобразити 256 градацій колірноготони. Два байти (16 біт) визначають 65 536 відтінків (такий режим називають
High Color). При 24-розрядному способі кодування можливо визначити більш
16,5 мільйонів квітів (режим називають
З практичної точки зору колірному вирішенню монітора близько поняттяколірного охоплення. Під ним мається на увазі діапазон кольорів, який можнавідтворити за допомогою того або іншого пристрою виводу (монітор, принтер,друкарська машина та інші). Відповідно до принципів формуваннязображення аддитивним або субтрактівним методами розроблені способиподілу колірного відтінку на складові компоненти, які називаютьсякольоровими моделями. У комп'ютерній графіці в основному застосовують моделі RGBі HSB (для створення та обробки адитивних зображень) і CMYK (для друкукопії зображення на поліграфічному обладнанні). Кольорові моделірозташовані в тривимірної системі координат, що утворює колірнепростір, так як із законів Гроссмана випливає, що колір можна виразитикрапкою в тривимірному просторі.
Перший закон Грассман (закон тривимірності). Будь-який колір однозначновиражається трьома складовими, якщо вони лінійно незалежні. Лінійнанезалежність полягає в неможливості отримати будь-який з цих трьохквітів складанням двох інших.
Другий закон Грассман (закон безперервності). При безперервному змінувипромінювання колір суміші також змінюється безперервно. Не існує такого кольору,до якого не можна було б підібрати нескінченно близький.
Третій закон Грассман (закон аддитивності). Колір суміші випромінювань залежитьтільки від їх кольору, але не спектрального складу. Тобто колір (С) сумішівиражається сумою колірних рівнянь випромінювань:
C1 = R1R + G1G + B1B;

C2 = R2R + G2G + B2B;

Cn = RnR + GnG + BnB;

Cсумм = (R1 + R2 + ... + Rn) R + (G1 + G2 + ... + Gn) G + (B1 + B2 + ... + Bn) B.

Колірна модель CIE Lab

У 1920 році була розроблена колірна просторова модель CIE Lab
(Communication Internationale de I'Eclairage - міжнародна комісія знаради. L, a, b - позначення осей координат в цій системі). Системає апаратно незалежною і тому часто застосовується для перенесенняданих між пристроями. У моделі CIE Lab будь-який колір визначаєтьсясвітлини (L) і хроматичними компонентами: параметром а, що змінюються вдіапазоні від зеленого до червоного, і параметром b, що змінюється в діапазонівід синього до жовтого. Колірний охоплення моделі CIE Lab значно перевершуєможливості моніторів і друкованих пристроїв, тому перед висновкомзображення, представленого в цій моделі, його доводиться перетворювати.
Дана модель була розроблена для согласованія кольорових фотохімічнихпроцесів з поліграфічними. Сьогодні вона є прийнятим за замовчуваннямстандартом для програми Adobe Photoshop.

Кольорова модель RGB

Кольорова модель RGB є аддитивной, тобто будь-який колір представляєсобою сполучення в різній пропорції трьох основних кольорів - червоного
(Red), зеленого (Green), синього (Blue). Вона служить основою при створенні таобробці комп'ютерної графіки, призначеної для електронноговідтворення (на моніторі, телевізорі). При накладанні одного компонентаосновного кольору на інший яскравість сумарного випромінювання збільшується.
Поєднання трьох компонентів дає ахроматичний сірий колір, який призбільшення яскравості наближається до білого кольору. При 256 градаційнийрівнях тони чорного кольору відповідають нульові значення RGB, а білому --максимальні, з координатами (255,255,255).

Кольорова модель HSB

Кольорова модель HSB розроблена з максимальним урахуванням особливостейсприйняття кольору людиною. Вона побудована на основі колірного кола
Манселла. Колір описується трьома компонентами: відтінком (Hue),насиченістю (Saturation) і яскравістю (Brigfitness). Значення кольорувибирається як вектор, що виходить з центру кола. Точка в центрівідповідає білим кольором, а точки по периметру кола - чистимспектральним квітам. Напрям вектора задається в градусах і визначаєколірний відтінок. Довжина вектора визначає насиченість кольору. На окремійосі, званої ахроматичний, задається яскравість, при цьому нульова точкавідповідає чорному кольору. Колірний охоплення моделі HSB перекриває всівідомі значення реальних кольорів.
Модель HSB прийнято використовувати при створенні зображень на комп'ютері зімітацією прийомів роботи і інструментарію художників. Існуютьспеціальні програми, що імітують пензля, пера, олівці. Забезпечуєтьсяімітація роботи з фарбами і різними полотнами. Після створеннязображення його рекомендується перетворити в іншу колірну модель, вЗалежно від передбачуваного способу публікації.

Колірна модель CMYK, кольороподіл

Колірна модель CMYK відноситься до субтрактівним, і її використовують припідготовці публікацій до друку. Кольорових компонентів CMY служать кольору,отримані вирахуванням основних з білого:блакитний (cyan) = білий - червоний = зелений + синій;пурпурний (magenta) = білий - зелений = червоний + синій;жовтий (yellow) = білий - синій = червоний + зелений.
Такий метод відповідає фізичної сутності сприйняття відбитих віддрукованих оригіналів променів. Блакитний, пурпурний і жовтий кольори називаютьсядодатковими, тому що вони доповнюють основні кольори до білого. Звідсивитікає і головна проблема колірної моделі CMY - накладення один на одногододаткових квітів на практиці не дає чистого чорного кольору. Тому вколірну модель був включений компонент чистого чорного кольору. Так з'явиласячетверта буква в абревіатурі колірній моделі CMYK (Cyan, Magenta, Yellow,blacK). Для друку на поліграфічному обладнанні кольорове комп'ютернезображення необхідно розділити на складові, що відповідаютьдо